DE10023127A1 - Verfahren zum Betreiben einer Abtastvorrichtung zur optischen Dichtemessung - Google Patents
Verfahren zum Betreiben einer Abtastvorrichtung zur optischen DichtemessungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Abtastvorrichtung (10) zur optischen Dichtemessung von wenigstens einem auf einem Druckmedium (13) angeordneten Meßobjekt (17), wobei das Meßobjekt (17) mit Sensormitteln (14) abgetastet wird. Die Erfindung sieht vor, daß nach Maßgabe und in Abhängigkeit von der Detektierung eines auf dem Druckmedium (13) in einem in Transportrichtung des Druckmediums (13) vorbestimmten Abstand zum Meßobjekt (17) angeordneten Referenzobjektes (20) wenigstens ein Triggersignal generiert wird und daß aufgrund des Triggersignals ein das Meßobjekt (17) erfassender Abtastvorgang ausgelöst wird. Die Erfindung sieht ferner vor, daß die Sensormittel eine Anzahl von Meßköpfen (14) umfassen und daß in Abhängigkeit von der mittels eines ausgewählten Meßkopfes (14') vorgenommenen Detektierung des Referenzobjektes (20) die auf das Triggersignal hin aktivierten Meßköpfe (14) das Meßobjekt (17) detektieren und abtasten. Dazu ist das Meßobjekt (17) als Meßstreifen ausgebildet, der sich quer zur Transportrichtung des Druckmediums (13) entlang dessen Breite erstreckt und eine linear angeordnete Kette von Meßfeldern (19) bestimmter Farbdichtewerte aufweist. Als Referenzobjekt (20) ist ein einzelnes Meßfeld (19) eines weiteren Meßstreifens (17) verwendbar.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Abtastvor
richtung zur optischen Dichtemessung von wenigstens einem auf einem
Druckmedium angeordneten Meßobjekt, wobei das Meßobjekt mit Sensor
mitteln abgetastet wird, und ferner eine Abtastvorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der DE 196 50 223 A1,
sind ein Verfahren und eine Abtastvorrichtung bekannt. Dabei werden
die Sensormittel der Abtastvorrichtung zyklisch sequentiell angesteuert und
führen somit zyklisch ablaufende Abtastvorgänge aus. Unbefriedigend bei
diesem Stand der Technik ist, daß die Verfahren nur für "offline"-
Meßzwecke einsetzbar sind.
Es besteht demgemäß die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs
genannten Art und eine der Durchführung dieses Verfahrens dienende Ab
tastvorrichtung zu schaffen, wodurch eine im wesentlichen auf den Ort des
abzutastenden Meßobjekts selektierte Dichtemessung durchführbar ist, so
daß auch "online"-Messungen durchführbar sind.
Die Aufgabe wird in verfahrenstechnischer Hinsicht dadurch gelöst,
daß nach Maßgabe und in Abhängigkeit von der Detektierung eines auf
dem Druckmedium in einem in Transportrichtung des Druckmediums vor
bestimmten Abstand zum Meßobjekt angeordneten Referenzobjektes we
nigstens ein Triggersignal generiert wird und daß aufgrund des Triggersi
gnals ein das Meßobjekt erfassender Abtastvorgang ausgelöst wird.
Charakteristisch für das erfindungsgemäße Verfahren ist einerseits
die Detektierung des Referenzobjekts und andererseits die von der auf ei
nen Lagesensor bezogenen absoluten Lage des Meßobjektes zeitlich ent
koppelte und durch ein Triggersignal ausgelöste Abtastung des Meßobjek
tes. Dadurch ist das erfindungsgemäße Verfahren auch für "online"- oder
"inline"-Meßzwecke einsetzbar.
Im Regelbetrieb des Druckprozesses, d. h. wenn die Transportge
schwindigkeit des Druckmediums annähernd konstant ist, kann eine alter
native Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens darin bestehen, daß
nach Maßgabe der laufend ermittelten Geschwindigkeit des Druckmediums
und des in Transportrichtung des Druckmediums vorbestimmt verlaufenden
Abstands zwischen dem Referenzobjekt und dem Meßobjekt ein gegen
über dem Zeitpunkt der Detektion des Referenzobjekts zeitlich verzögertes
Triggersignal ausgelöst wird. In diesem Fall ist ein in Druckrichtung zeitli
ches Bezugssystem vorhanden.
Um ein Referenzobjekt sicher detektieren bzw. von anderen Druck
objekten separieren zu können, kann zur Detektierung des auf dem Druck
medium angeordneten Referenzobjekts ein in Abhängigkeit von der Posi
tionierung des Referenzobjekts auf dem Druckmedium gesetztes Suchfen
ster für die zugeordneten Sensormittel definiert und gespeichert werden.
In vorrichtungstechnischer Hinsicht ist die oben angegebene Aufga
be bei einer Abtastvorrichtung mit wenigstens einem auf einem Druckmedi
um angeordneten Meßobjekt und mit Sensormitteln zum Abtasten des
Meßobjekts dadurch gelöst, daß die Sensormittel eine Anzahl von Meß
köpfen umfassen und daß in Abhängigkeit von der mittels eines ausge
wählten Meßkopfes vorgenommenen Detektierung eines auf dem Druck
medium in einem in Transportrichtung des Druckmediums vorbestimmten
Abstand zum Meßobjekt angeordneten Referenzobjektes die daraufhin
aktivierten Meßköpfe das Meßobjekt detektieren und abtasten. Indem min
destens ein einzelner Meßkopf der Abtastvorrichtung zum Detektieren min
destens eines Referenzobjektes eingesetzt wird und somit die übrigen
Meßköpfe einen dadurch ereignisgesteuerten Abtastvorgang ausführen,
läßt sich die Messung an einem vorausbestimmten Ort auslösen. Die Ab
tastvorrichtung ist somit insbesondere für sog. "inline"-Messungen, d. h.
Messungen der optischen Dichte im laufenden Druckprozeß, einsetzbar.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen,
daß das Meßobjekt als sich in seiner Längserstreckung annähernd entlang
einer quer zur Transportrichtung des Druckmediums verlaufenden Koordi
natenrichtung erstreckender Meßstreifen ausgebildet ist, welcher eine linear
angeordnete Kette von Meßfeldern bestimmter Farbdichtewerte aufweist,
wobei jedem der Meßköpfe wenigstens ein Meßabschnitt zur Detektion und
Abtastung zugeordnet ist, so daß sich dadurch eine präzise und kalibrierba
re optische Messung durchführen läßt. Dazu läßt sich derselbe oder ein
weiterer Meßstreifen zur Referenzmessung einsetzen, indem als Referenz
objekt wenigstens ein Meßfeld des Meßstreifens vorgesehen ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dererfin
dungsgemäßen Abtastvorrichtung sind den Unteransprüchen zu entneh
men.
Anhand der beigefügten Zeichnung sollen nachstehend Ausfüh
rungsformen der Erfindung näher erläutert werden. In schematischen An
sichten zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte im wesentlichen stirnseitige Ansicht einer Ausfüh
rungsform der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung, die über einer
ein Druckmedium umlenkenden Meßwalze einer Druckmaschine
quer zur Transportrichtung des Druckmediums translatorisch be
wegbar angeordnet ist, wobei die Abtastvorrichtung eine Anzahl von
Meßköpfen zum Detektieren mindestens eines auf dem Druckmedi
um aufgebrachten Referenz- und Meßobjektes aufweist,
Fig. 2 eine Teildraufsicht einer Ausführungsform eines quer zur Trans
portrichtung des Druckmediums angeordneten Meßobjektes zur op
tischen Dichtemessung, wobei das Meßobjekt als Meßstreifen mit
darin sequentiell angeordneten Meßfeldern bestimmter Farbdichte
werte ausgebildet ist,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der in der
Druckmaschine aufgenommenen Abtastvorrichtung mit einer zur
Verarbeitung der von der Abtastvorrichtung erfaßten Meßwerte und
zur Steuerung der Abtastvorrichtung vorgesehenen Steuerelektronik
einrichtung sowie
Fig. 4 eine Prinzipskizze der zur erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung
gehörenden und zum Anschluß an eine Datenverarbeitungsanlage
vorgesehenen Steuerelektronikeinrichtung, welche mehrere Einga
be/Ausgabe-Schnittstellen zur Meßwertaufnahme und Steuer
signalausgeabe sowie Triggersignalübermittlung aufweist.
Fig. 1 veranschaulicht die erfindungsgemäße Abtastvorrichtung 10
in einer ersten Ausführungsform, welche während eines laufenden Druck
prozesses zum densitometrischen Ausmessen eines über eine in einer
Druckmaschine 11 aufgenommenen Walze 12 transportierten Druckmedi
ums 13, wie beispielsweise Druck- bzw. Papierbahnen oder Druckbögen,
dient. Dazu umfaßt die Abtastvorrichtung 10 eine Anordnung von im Aus
führungsbeispiel im wesentlichen äquidistant voneinander beabstandet an
geordneten Meßköpfen 14, wobei diese Anordnung von Meßköpfen 14 auf
einer Schlitteneinrichtung 15, die auf einer Führungsschiene 16 verschieb
lich gelagert ist, montiert ist. Die Führungsschiene 16 erstreckt sich zu
sammen mit der Schlitteneinrichtung 15 quer zur Transportrichtung des
Druckmediums 13 und ist über der als Meßwalze dienenden Walze 12 der
Druckmaschine 11 und zwar parallel zu deren Zylinderachse montiert, so
daß die Abtastvorrichtung 10 mittels der Schlitteneinrichtung 15 quer zur
Transportrichtung und somit entlang der Breite der über die Walze 12 ge
führten Papierbahn 13 verschieblich ist. Dabei ist im Ausführungsbeispiel
auf dem Druckmedium 13, also den Druckbögen oder Druckbahnen, ein als
Meßstreifen ausgebildetes Meßobjekt 17 zur optischen Dichtemessung
aufgebracht, wobei der Meßstreifen 17 eine linear angeordnete Reihe von
Meßfeldern 19 umfaßt und sich quer zur Transportrichtung, d. h. in Richtung
der Breite des Druckmediums 13, erstreckt. Jedes der Meßfelder 19 weist
jeweils einen bestimmten Farbdichtewert auf. Zur Initialisierung der erfin
dungsgemäßen Abtastvorrichtung 10 ist auf dem Druckmedium 13 in einem
in Transportrichtung vorbestimmten Abstand zum Meßstreifen 17 eine Po
sitionsmarke als Referenzobjekt 20 vorgeordnet, wobei zur Erfassung des
Referenzobjekts 20 im Ausführungsbeispiel ein weiterer Meßkopf 14' vor
gesehen ist, der bezüglich der durch die Transportrichtung definierten Ko
ordinatenachse gegenüber den übrigen Meßköpfen 14 nachgeordnet ist.
Durch das Erfassen einer derartigen Positionsmarke 20 mittels des zuge
ordneten Meßkopfes 14' erfolgt ein Triggersignal einer in der Abtastvor
richtung 10 aufgenommenen und benachbart zum für die Referenzmes
sung vorgesehenen Meßkopf 14' angeordneten Triggereinheit 22; über
eine elektrische Zuleitung 23 wird das Triggersignal einer Steuerelektronik
einrichtung 24 zugeführt und verarbeitet, wonach das verarbeitete Signal
über eine weitere elektrische Zuleitung 23' einer Datenverarbeitungsanlage
25 übermittelt wird. Im Zusammenwirken mit einem in der Datenverarbei
tungsanlage 25 implementierten Steuerprogramm wird eine mit der Daten
verarbeitungsanlage 25 elektrisch wirkverbundene Positionscontrollerein
richtung 26 angesteuert, welche die Abtastvorrichtung 10 quer zur Druck
richtung verschiebt und in Abhängigkeit des Referenzobjektes diese mittels
eines Meßkopfes 14' bezüglich der optischen Dichte vermißt. Mit der par
allel dazu, mittels eines in der Abtastvorrichtung 10 angebrachten Weg
meßgebers 27, gemessenen relativen Position der Schlitteneinrichtung 15
orthogonal zur Transportrichtung des Druckmediums 13 sowie dem ge
messenen Dichteverlauf wird die Lage des Referenzobjektes und damit die
Lage der Meßobjekte orthogonal zur Transportrichtung ermittelt.
Die translatorische Auslenkung der Abtastvorrichtung 10 mittels der
Schlitteneinrichtung 15 erfolgt anhand der Lage der gedruckten Meßobjekte
sowie der Lage der Referenzobjekte derart, daß koinzidierend mit dem am
Ort der Meßwalze 12 einlaufenden Meßstreifen 17 die Schlitteneinrichtung
15 der Abtastvorrichtung 10 in Richtung der Breite auf die gewünschte Po
sition gebracht wurde. Der auf dem durchlaufenden Druckmedium 13 mit
geführte Meßstreifen 17 ist somit von der Abtastvorrichtung 10 an den vor
ausbestimmten Positionen erfaßbar. Jeder der zur Dichtemessung vorge
sehenen Meßköpfe 14 mißt jeweils zugeordnete Meßabschnitte 19' auf
dem Meßstreifen 17, d. h. jeder der zur Dichtemessung vorgesehenen
Meßköpfe 14 wird von der Schlitteneinrichtung 15 über den ihm jeweils zu
geordneten Meßabschnitt 19' geführt. Im Ausführungsbeispiel umfaßt ein in
einem Meßstreifen 17 aufgenommener Meßabschnitt 19' zwei Meßzonen
19", wobei jede einzelne Meßzone 19" Meßfelder 19 unterschiedlicher
Farbdichtewerte umfaßt. Zur Verbesserung der Meßgenauigkeit weist die
Abtastvorrichtung 10 eine Blitzbelichtungseinheit 30 auf, die eine Licht
quelle und entsprechend der Anzahl der Meßköpfe mehrere Lichtleiterfa
sern 30' umfaßt, wobei das von der Lichtquelle emittierte Meßlicht über
jeweils eine Lichtleitfaser 30' einem dazu korrespondierenden Meßkopf 14,
14' optisch zugeführt wird. Jeder über die jeweilige Lichtleitfaser 30' mit der
Blitzbelichtungseinheit 30 optisch wirkverbundene Meßkopf erhält einen
Meßlichtimpuls für die Zeitdauer des Abtastvorgangs, so daß die jeweils
abzutastenden Meßfelder 19 ausreichend und definiert ausgeleuchtet sind.
Fig. 2 zeigt in einer Teilansicht ein Ausführungsbeispiel des Meß
streifens 17, welcher auf dem Druckmedium 13 etwa quer zur Trans
portrichtung des Druckmediums 13 aufgebracht ist. Entsprechend der An
zahl der von der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung 10 umfaßten Meß
köpfe 14 weist der Meßstreifen 17 eine Vielzahl von hintereinander ange
ordneten Meßzonen 19" auf, die identisch ausgebildet sind. Dazu umfaßt
jede Meßzone 19" im Ausführungsbeispiel jeweils vier Meßfelder 19, wobei
jedes Meßfeld 19 einen bestimmten Farbdichtewert aufweist. Jedem Meß
kopf 14 sind jeweils zwei benachbarte Meßzonen 19" zugeordnet, wobei
diese beiden Meßzonen 19" durch eine mittig zwischengeordnete schmale
Spur 19''' voneinander getrennt sind. In einem Meßzyklus werden sowohl
die definierten Meßfelder als auch die Dichte der Spur gemessen. Damit
wird eine Lageänderung des Meßstreifens als auch eine mögliche Kontrak
tion detektiert und in die Positionierung der Meßköpfe quer zur Trans
portrichtung des Druckmediums berücksichtigt.
Fig. 3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine weitere Ausfüh
rungsform der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung 10. Dabei wird das
Druckmedium 13, wie z. B. eine Papierbahn, durch ein Druckwerk 32 der
Druckmaschine 11 geführt und über eine Meßwalze 12 umgelenkt. Wie bei
der ersten Ausführungsform umfaßt diese Ausführungsform der ebenfalls
über der Meßwalze 12 angeordneten Abtastvorrichtung 10 eine Anzahl von
äquidistant angeordneten Meßköpfen 14 zur Detektion des Meßstreifens
17, wobei die Abtastvorrichtung 10 mittels der Schlitteneinrichtung 15 ent
lang der Zylinderachse der Meßwalze 12 verschieblich ist. Wie bei der er
sten Ausführungsform ist in Umlaufrichtung der Meßwalze 12 relativ zur
Abtastvorrichtung 10 ein gesonderter Meßkopf 14' zum Detektieren einer
als Referenzobjekt 20 vorgesehenen Positionsmarke ortsfest angeordnet.
Alle Meßköpfe 14, 14' sind mit einer Steuerelektronikeinrichtung 24 elek
trisch wirkverbunden. Über einen an einer der vom Druckwerk 32 umfaß
ten Druckwalzen 32' vorgesehenen und die aktuelle Winkellage ϕ der
Druckwalze 32' erfassenden Meßwertgeber nimmt diese Steuerelektronik
einrichtung 24 ferner laufend den aktuellen Winkellage-Meßwert ϕ auf und
verarbeitet diesen. Einerseits wird durch das Erfassen des Referenzobjek
tes bzw. der Positionsmarke 20 mittels des zugeordneten Meßkopfes 14
die Lage des Referenzobjektes in Bezug zur Winkellage ϕ der maßgeben
den Druckwalze ermittelt, andererseits wird anhand der Lage des Referenz
objektes und der aktuellen Winkellage ϕ von der Steuerelektronik 24 die
Abtastung der Meßfelder getriggert sowie das Suchfenster zur Erfassung
des Referenzobjektes selbst vorgegeben. Die Meßköpfe 14, die Blitzeinheit
30 sowie die Schlitteneinrichtung 15 erhalten von der Steuerelektronikein
richtung 24 Trigger- und Stellsignale zum Abtasten der Meßfelder sowie zur
Ausführung der sich quer zur Transportrichtung erstreckenden Bewegung.
Über einen mit der Steuerelektronikeinrichtung 24 elektrisch wirkverbunde
nen Prozeßleitstand 34 sind einerseits in der Steuerelektronikeinrichtung 24
anfallende Meßdaten abrufbar und gleichzeitig visualisierbar und anderer
seits Daten in den dort ablaufenden Steuerungsprozeß einspeisbar.
Mithin ergibt sich für die in in Fig. 1 und 3 veranschaulichten Ausfüh
rungsformen folgendes Funktionsprinzip für die erfindungsgemäße Trigge
rung: Die Triggerung erfolgt in Abhängigkeit von dem an der Druckwalze
32' vorgesehenen als Drehgeber oder Winkelgeber ausgebildeten Meß
wertgeber, der aufgrund des vorbestimmten Abstands zwischen Meßobjekt
17 und Referenzobjekt 20 mit dem in Transportrichtung des Druckmediums
13 liegenden Ort des Referenzobjekts 20 und des Meßobjekts 17 präzise
synchronisierbar ist, so daß der über den Meßwertgeber ermittelte Wert
des Winkels ϕ der Druckwalze 32' ein Maß für die relativ zum Ort des Refe
renzobjektes 20 bezogene Lage des Meßobjektes 17 ist. Der zur Detektion
des Referenzobjekts 20 vorgesehene Meßkopf 14' erhält von der Steuer
elektronikeinrichtung 24 ein vom Winkelgeber und der möglichen Winkellage
des Referenzobjektes definiertes Ortsfenster, innerhalb dessen der Meß
kopf 14' nach dem Referenzobjekt 20 sucht. Bei einem detektierten Refe
renzobjekt 20 übermittelt der Meßkopf 14 der Steuerelektronikeinrichtung
24 ein entsprechendes Signal, wobei die Steuerelektronikeinrichtung 24
den zeitlich dazu korrespondierenden Wert des Winkels ϕ abfragt, abspei
chert und über einen Filteralgorithmus die aktuelle, für die weiteren Aktio
nen maßgebende Winkellage des Referenzobjektes ermittelt. Parallel dazu
bzw. zeitlich entkoppelt wird bei Erreichen des unter Berücksichtigung des
Druckwalzenradius berechneten Triggerwinkels ϕT, welcher in einer funk
tionalen Beziehung zur Winkellage des Referenzobjektes und zum Abstand
Referenzobjekt 20 - Meßobjekt 17 steht und somit als Fenster zum Erfas
sen des zur Dichtemessung vorgesehenen Meßobjektes 17 dient, von der
Steuerefektronikeinrichtung 24 ein Triggersignal an die Blitzeinheit und die
Meßköpfe ausgelöst, wonach die Blitzeinheit zusammen mit den Meßköp
fen die Dichte der jeweiligen Meßobjekte mißt. Während des Abtastvorgan
ges erfaßt jeder Meßkopf 14 innerhalb der ihm jeweils zugeordneten Meß
zonen 19" eine gemäß Fig. 2 zwischengeordnete Spur 19'''. Das Vermes
sen der jeweiligen Spuren 19''' erlaubt eine Kalibrierung der Meßkopfposi
tionen quer zur Transportrichtung. Dieses Triggerungsprinzip ist somit vor
teilhaft bereits während des Hochfahrens der Druckmaschine 11 einsetz
bar, wenn die Transportgeschwindigkeit noch nicht konstant ist. Außerdem
ist dieses Triggerungsverfahren dann vorteilhaft beim Hochfahren einzuset
zen, wenn das Referenzobjekt noch nicht detektiert werden kann, die Lage
der Meßobjekte jedoch bekannt ist.
Eine dazu alternative Triggerungsvariante weist folgendes Funkti
onsprinzip auf: Die Triggerung erfolgt in Abhängigkeit von der Detektion
eines Referenzobjekts 20 durch den dafür vorgesehenen Meßkopf 14'; da
der Abstand zwischen Referenzobjekt 20 und Meßobjekt 17 in Trans
portrichtung vorbestimmt und in der Steuerelektronikeinrichtung 24 gespei
chert ist, löst die Steuerelektronikeinrichtung 24 bei einem detektierten Re
ferenzobjekt 20 ein gegenüber diesem Ereignis zeitlich verzögertes Trig
gersignal an die Abtastvorrichtung 10 aus, wonach die Abtastvorrichtung 10
ihre translatorische Auslenkbewegung ausführt und das am Meßort, d. h.
am Ort der Meßwalze 12, einlaufende Meßobjekt 17 abtastet. Dabei steht
die zeitliche Verzögerung des Triggersignals in funktionaler Abhängigkeit
von dem vorbestimmten Abstand zwischen Referenzobjekt 20 und Meßob
jekt 17 und der laufend ermittelten Transportgeschwindigkeit des Druckme
diums 13 in der Druckmaschine 11. Diese Triggerungsvariante ist vorzugs
weise während des Regelbetriebs bzw. der Fortdruckphase der Druckma
schine 11 einsetzbar, wenn die Transportgeschwindigkeit einen annähernd
konstanten Geschwindigkeitswert einnimmt.
Bei beiden Triggerungsvarianten kann vorgesehen sein, daß das
Triggersignal entsprechend der Papierdehnung zwischen dem Ort des
Winkellage-Meßwertgebers und dem Dichtemeßort fortlaufend korrigiert
wird, indem ein Referenzobjekt 20 bzw. eine Positionsmarke auf der Pa
pierbahn 13 in der Nähe des Meßortes abgetastet wird. Um auch ein Refe
renzobjekt, das mit geringer optischer Dichte auf dem Druckmedium 13
aufgedruckt ist, sicher detektieren zu können, kann die Korrektur des Trig
gersignals durch analoges oder digitales Filtern erfolgen. Um zu vermeiden,
daß Referenzobjekt-ähnliche Elemente auf dem Druckmedium 13 als Refe
renzobjekte 20 ungewollt detektiert werden, kann ein Such- bzw. Ortsfen
ster für das Referenzobjekt 20 definiert werden, dessen Lage relativ zum
Triggersignal bestimmt wird. Das Suchfenster wird vor dem erwarteten
Durchlauf des Referenzobjekts 20 geöffnet und nach der Detektion des
Referenzobjekts 20 geschlossen. Es kann ferner als Referenzobjekt 20
beispielsweise auch ein einzelnes Meßfeld 19 eines zur Dichtemessung
vorgesehenen Meßstreifens 17 verwendet werden. Schließlich sind auch
Passermarken als Referenzobjekte 20 verwendbar.
Fig. 4 zeigt eine konkrete Ausgestaltung der Steuerelektronikein
richtung 24, die als PC-Einsteckplatine mit einem Steckverbinder 24' für
eine entsprechende Schnittstelle eines Personalcomputers als Prozeßleit
stand 34 ausgebildet ist. Die Steuerelektronikeinrichtung 24 weist mehrere
Eingabe/Ausgabe-Schnittstellen 36, 37, 38, 39 auf, von denen eine erste
Schnittstelle 36 mit dem der Positionscontrollereinrichtung 26 der Ab
tastvorrichtung 10 zugeordneten Wegmeßgeber 27 zur Bestimmung der
relativen Position der Schlitteneinrichtung 15 bezüglich der quer zur Trans
portrichtung des Druckmediums 13 orientierten Koordinatenachse elek
trisch wirkverbunden ist, wobei der Wegmeßgeber 27 vorzugsweise als
Inkrementalgeber mit Nullindex ausgebildet ist. Eine zweite Schnittstelle 37
ist zur translatorischen Bewegungsbetätigung der Abtastvorrichtung 10
vorgesehen und im Ausführungsbeispiel als serielle RS422-Schnittstelle
ausgebildet, während eine dritte Schnittstelle 38 der densitometrischen
Meßwerterfassung durch die Meßköpfe 14 dient und wegen der mithin er
forderlichen höheren Datenübertragungsrate als serielle RS422-Schnitt
stelle ausgebildet ist und ferner eine vierte Schnittstelle 39 einerseits der
Meßwerterfassung sowohl des an der Druckwalze 32' zur Aufnahme der
Winkellage angeordneten Meßwertaufnehmers 40 als auch des zur Refe
renzobjekterfassung vorgesehenen Meßkopfes 14' dient und andererseits
zur Übermittlung von Triggersignalen an die Meßköpfe 14, 14' vorgesehen
ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Justage bzw. Kalibrierung
der Meßköpfe 14 einsetzbar, wobei zur exakten Positionierung der Meß
köpfe 14 relativ zu den Meßfeldern 19 bzw. Meßzonen 19" ein Meßfeld 19
quer zur Transportrichtung des Druckmediums 13 dadurch erkannt wird,
indem ein zugeordneter Meßkopf 14 schrittweise verfahren und ein Dichte
maximum bzw. Dichteminimum gesucht wird. Da die Meßwalze 12, die im
übrigen auch beispielsweise zusätzlich die Funktion einer Kühlwalze erfül
len kann, einer Trocknereinrichtung der Druckmaschine 11 nachgeordnet
ist, kann über die meßtechnisch ermittelte Lage bzw. Abstände der einzel
nen Spuren 19''' durch eine Justierung der Meßkopfabstände ein mögli
cher Schrumpf des Papiers kompensiert werde. Der Meßstreifen 17 kann
als Druckbild auf dem Druckmedium 13 aufdruckt sein.
Um bereits während des Hochfahrens des Druckprozesses, d. h.
wenn das Referenzobjekt 20 noch nicht erkennbar ist, Dichtemessungen
vornehmen zu können, sieht eine Variante des erfindungsgemäßen Verfah
rens vor, daß bei geeigneter Größe der Meßobjekte 17 auf bekannte, ab
gespeicherte Lagen von Referenzobjekten 20 zurückgegriffen wird.
Das Verfahren und die Vorrichtung sind auch zur Farb- bzw. spektralen
Messung anwendbar.
Claims (22)
1. Verfahren zum Betreiben einer Abtastvorrichtung zur optischen
Dichtemessung und/oder Farb- bzw. spektralen Messung von we
nigstens einem auf einem Druckmedium angeordneten Meßobjekt,
wobei das Meßobjekt mit Sensormitteln abgetastet wird, dadurch
gekennzeichnet, daß nach Maßgabe und in Abhängigkeit von der
Detektierung eines auf dem Druckmedium (13) in einem in Trans
portrichtung des Druckmediums (13) vorbestimmten Abstand zum
Meßobjekt (17) angeordneten Referenzobjektes (20) wenigstens ein
Triggersignal generiert wird und daß aufgrund des Triggersignals
ein das Meßobjekt (17) erfassender Abtastvorgang ausgelöst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im
Zeitpunkt der Detektierung des Referenzobjekts (20) ein dazu kor
respondierender Drehwinkel (ϕ) einer das Druckmedium (13) füh
renden Walze (32') gemessen und abgespeichert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach
Maßgabe des Durchmessers der Walze (32'), des gemessenen
Drehwinkels (ϕ) und des in Transportrichtung des Druckmediums
(13) vorbestimmt verlaufenden Abstands zwischen dem Referenz
objekt (20) und dem Meßobjekt (17) ein Drehwinkelinkrement vor
ausberechnet und bei Erreichen dieses Drehwinkelinkrements das
Triggersignal ausgelöst wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach
Maßgabe der laufend ermittelten Geschwindigkeit des Druckmedi
ums (13) und des in Transportrichtung des Druckmediums (13) vor
bestimmt verlaufenden Abstands zwischen dem Referenzobjekt (20)
und dem Meßobjekt (17) ein gegenüber dem Zeitpunkt der Detektion
des Referenzobjekts (20) zeitlich verzögertes Triggersignal aus
gelöst wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Detektierung des auf dem Druckmedium (13) an
geordneten Referenzobjekts (20) ein in Abhängigkeit von der Posi
tionierung des Referenzobjekts (20) auf dem Druckmedium (13) ge
setztes Suchfenster für die zugeordneten Sensormittel (14') definiert
und gespeichert wird.
6. Abtastvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 5 mit wenigstens einem auf einem Druckmedium
angeordneten Meßobjekt und mit Sensormitteln zum Abtasten des
Meßobjekts, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormittel eine
Anzahl von Meßköpfen (14) umfassen und daß in Abhängigkeit von
der mittels eines ausgewählten Meßkopfes (14') vorgenommenen
Detektierung eines auf dem Druckmedium (13) in einem in Trans
portrichtung des Druckmediums (13) vorbestimmten Abstand zum
Meßobjekt (17) angeordneten Referenzobjektes (20) die daraufhin
aktivierten Meßköpfe (14) das Meßobjekt (17) detektieren und abta
sten.
7. Abtastvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Meßobjekt (17) als sich in seiner Längserstreckung annähernd
entlang einer quer zur Transportrichtung des Druckmediums (13)
verlaufenden Koordinatenrichtung erstreckender Meßstreifen aus
gebildet ist.
8. Abtastvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
der Meßstreifen (17) eine linear angeordnete Kette von Meßfeldern
(19) bestimmter Farbdichtewerte aufweist.
9. Abtastvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
jedem der Meßköpfe (14) wenigstens ein Meßfelder (19) aufweisen
der Meßabschnitt (19') zur Detektion und Abtastung zugeordnet ist.
10. Abtastvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Meßabschnitt (19') zwei benachbarte Meßzonen (19") um
faßt, die durch eine schmale zwischengeordnete Spur voneinander
beabstandet sind.
11. Abtastvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßzonen (19") jeweils identisch wiederkehrende Sequen
zen von Farbdichtewerten aufweisen.
12. Abtastvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß jede Meßzone (19") jeweils Meßfelder (19) gleicher
Längsabmessung aufweist.
13. Abtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß jede Meßzone (19") jeweils eine konstante
Zahl von Meßfeldern (19) aufweist.
14. Abtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß jede Meßzone (19") wenigstens einen mini
malen und einen maximalen Farbdichtewert aufweist.
15. Abtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß als Referenzobjekt (20) wenigstens ein
Meßfeld (19) eines Meßstreifens (17) vorgesehen ist.
16. Abtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die zur Abtastung vorgesehenen Meßköpfe
(14) der Abtastvorrichtung (10) entlang einer annähernd quer zur
Transportrichtung des Druckmediums (13) verlaufenden Koordina
tenrichtung hintereinander angeordnet sind, wobei die Abtastvor
richtung (10) entlang dieser Koordinatenrichtung bewegbar ist.
17. Abtastvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtastvorrichtung (10) über einer das Druckmedium (13)
führenden Walze (12) einer Druckmaschine (11) angeordnet ist.
18. Abtastvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Meßköpfe (14) auf einer Schlitteneinrichtung (15)
der Abtastvorrichtung (10) angeordnet sind, wobei die Schlittenein
richtung (15) entlang der quer zur Transportrichtung des Druckme
diums (13) verlaufenden Koordinatenrichtung translatorisch beweg
bar ist.
19. Abtastvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß im schrittweisen Takt der translatorischen Bewegung der
Schlitteneinrichtung (15) jeder der zur Dichtemessung bestimmten
Meßköpfe (14) jeweils einen ihm zugeordneten Meßabschnitt (19')
auf dem zur Dichtemessung vorgesehenen Meßstreifen (17) abta
stet.
20. Abtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung (10) mit einem an einer
das Druckmedium (13) führenden Walze (32') vorgesehenen Win
kelmeßgeber zum Erfassen des Drehwinkels der Walze (32') elek
trisch wirkverbunden ist.
21. Abtastvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtastvorrichtung (10) eine Steuerelektronikeinrichtung (24)
aufweist, die bei der Detektion eines Referenzobjekts (20) den dazu
zeitlich korrespondierenden Drehwinkel der Walze (32') ermittelt
und bei Erreichen eines demgegenüber vorausberechneten Dreh
winkel-Inkrements mittels eines Triggersignals die Abtastvorrichtung
(10) aktiviert.
22. Abtastvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtastvorrichtung (10) eine Steuerelektronikeinrichtung (24)
aufweist, die bei der Detektion eines Referenzobjekts (20) mittels
eines vorausberechneten zeitlich verzögerten Triggersignals die
Abtastvorrichtung (10) aktiviert, wobei das Maß der zeitlichen Ver
zögerung des Triggersignals funktional von dem vorbestimmten Ab
stand zwischen dem Referenzobjekt (20) und dem Meßobjekt (17)
abhängig ist.
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